Einfluss der pflanzlichen rhizodeposition auf die c-flüsse im boden: Influence of plant rhizodeposition on c fluxes in soil

Abstract

By means of ¹⁴C pulse labelling and sterilization of soil, a C release into soil of 14 – 18% of net CO₂ assimilation (corresponding to 23 – 26% of ¹⁴C incorporated in plant tissue) was observed during vegetation period (excluding root respiration). Microbial colonization increased this rhizodeposition. About 60 – 80% of the primary root-borne compounds were very quickly respirated by microorganisms (secondary respiration of exudates). Fourteen to 38% (corresponding to 130 – 400 kg C ha⁻¹ a⁻¹) of the remaining rhizodeposites were located in a zone close to root surface (up to 5 mm). Their solubility in water decreased with increasing distance to the root. The fraction of water-soluble root exudates included primarily carbohydrates (sucrose, glucose, fructose, ribose), amino acids/amides (glutamine, serine, aspartic acid) as well as organic acids (citric, succinic and tartaric acids). The water-insoluble portion of rhizodeposites were strongly absorbed by soil clay-fraction and substantially increased stability of SOM and soil aggregates.

Mittels der ¹⁴C-Impulsmarkierung und Bodensterilisation ließ sich zeigen, dass Pflanzenwurzeln während der Vegetation etwa 14 – 18% der Netto-CO₂-Assimilation (entsprechend 23 – 26% des im Pflanzengewebe eingebauten ¹⁴C) in den Boden freisetzten (ohne Wurzelatmung). Mikrobenbesiedlung erhöhte diese Rhizodeposition. Von den primär wurzelbürtigen Verbindungen wurden etwa 62 – 86% sehr schnell wieder durch Mikroben veratmet (sekundäre Exsudatveratmung). Von den verbleibenden 14 – 38% (entsprechend etwa 130 – 400 kg C ha⁻¹ a⁻¹) waren 60% in der unmittelbaren Wurzelnähe (5 mm Entfernung) zu finden, wobei die Wasserlöslichkeit mit dem Wurzelabstand abnahm. Die wasserlöslichen Wurzelabscheidungen enthielten vor allem Kohlenhydrate (Saccharose, Glukose, Fruktose, Ribose), Aminosäuren/Amide (Glutamin, Serin, Asparaginsäure) sowie organische Säuren (Zitronen-, Bernstein- und Weinsäure). Die wasserunlöslichen Anteile der Rhizodeposition wurden stark an die Tonfraktion des Bodens gebunden und trugen zur Stabilisierung der organischen Substanz und zur Erhöhung der Aggregatstabilität des Bodens bei.

Keywords:

• Rhizodeposition
• Secondary exudate respiration
• 14C pulse labelling
• Aggregate stability
• SOM stabilization
• Solubility of root-borne compounds